物理教材的知識全面性與深度方面,中文的經典教材與英文的經典教材差距有多大?
碩士入學,從事材料科學方面的研究,偏重應用物理,我本科非物理專業,但學過大學普通物理,也上過電動力學課程(郭碩鴻的教材)和量子力學導論課程(用的周世勛的教材)。我現在想自學一些理論物理的課程,看了知乎上的很多教材推薦,初步也選定了一些經典教材,但目前對中英文教材的選擇還是比較猶豫。在我看來二者都有其優勢:
中文教材:沒有語言的隔閡,學習起來更快一些,節省時間
英文教材:可能講的更細緻一些,但英文一開始的確不好接受,比較耗時
數學物理方法方面:
中文—以前學過數學分析,線性代數,複變函數,所以看一下顧樵的《數學物理方法》
英文—Riley的《Mathematical methods for Physics and engineering》
分析力學方面我選的是:
中文—《力學(下)》梁昆淼先生的
英文—《Classical Mechanics》 Greiner主編
電動力學方面我選的是:
中文—《電動力學》郭碩鴻(再好好複習一下)
英文— Griffiths的《Introduction》
統計力學方面我選的是:
中文—《熱力學與統計物理》 汪志誠主編(5版)
英文—《Concepts in Thermel Physics》Blundell主編
量子力學方面
中文—《量子力學》 錢伯初主編
英文—Griffiths的《Introduction》
固體物理方面
中文—《固體物理學》 胡安,章維益
英文—Ashcroft的《Solid State Physics》
目前我最擔心的問題就是英文教材雖然講的很細緻,但是在知識的全面性與深度方面不如國內的教材,我自己對教材內容的深度還是比較看重的,想在這些入門教材學完之後對該方向有一個比較全面同時又較為深入的了解(當然作為入門教材,也不會太深入,不要太淺即可)
因為我之前沒有讀過英文教材,所以在此想請教各位,在教材的知識全面性與深度方面,中英文的經典教材之間差距有多大?
另外大家可否根據我的專業背景看看我選的教材是否合適,不合適的話可以給我推薦一些更合適的教材,我在此謝謝各位了!
本人近期由於備課統計物理,搜集了一些材料,主要就統計力學教材方面作一介紹。
統計力學著作方面,論知識的全面性和深度,顯然國外的教材完勝。
需要注意,中外都有一些專門編寫教材的,科研做的不大好的作者,這些人的書讀來沒有什麼益處,甚至讀完了還理解不了論文。
統計物理推薦如下幾本:
入門容易的Donald McQuarrie Statistical Mechanics,2000年版(給化學系高年級學生和研究生讀的,但是深度和廣度都合適)
少林正宗Pathria的 Statistical Mechanics,此書的第二版、第三版原版都已經被國內引進。
Rechl的Modern Statistical Mechanics,這本書八十年代有英文第三版的中文翻譯版,但是2016年又出了第四版(作者很長壽啊!),不管哪一版都很有啟發性。
十分不建議讀汪志誠,他的書過於自洽,讀完之後不僅難以理解現代的論文,也做不出題。
如果讀中文書,建議讀一下上海交大盧文發的《量子力學與統計力學》,這部書是他為給大2非物理系學生講解用的,起點雖然較低,但是重視基礎,扎紮實實的補課,並沒有削足適履刪去數學上較為複雜的內容,令人佩服。
統計物理重要的概念是系綜原理,真正的科研必須從正則系綜/巨正則系綜出發討論問題,而國內的書能把系綜原理講明白的不多。沈惠川的《統計力學》特別重視系綜理論,但是寫的書可讀性較差,但是應用了大量表格比較各種概念,知識點總結的很細,適合總結提高、復慣用。
比較高深一點的統計力學本人讀過的有ter Haar的,Schrodinger的,D. Chandler的,這些都不是入門級的。ter Haar是物理學荷蘭學派的大家,汪志誠的師爺,但是過了70多年,統計物理這門學科已經發生了變化和發展,別說Fowler,連汪老爺子寫的書有的地方已經跟不上時代了,學生學習還是看21世紀的書好;本人最喜歡最後一本(但這本仍然是一本80年代的書,已經不算新了),D. Chandler於2017年去世,逝世前還在繼續科研。他一生都走在科研的前沿,是一位大家。但是他寫的書不適合入門和自學,只能算是他自用的提綱和個人科研心得,雖然本人研究生一年級學的是這一本,還做了所有習題,但是用戶不友好不推薦自學。
Joe Maria Mayer的,R. Fowler的等屬於專著,Maria Mayer和Schrodinger是諾貝爾獎得主,R. Fowler是王竹溪和Dirac的老師(是的,王竹溪是諾獎得主的師兄弟),雖然書里很多內容極具啟發性,但是不推薦第一次學習。
就本人經驗來看,朗道的書拿到手裡過一會就看不下去了,他不用系綜原理寫作是硬傷。目前的科研中,很難看到不用系綜法討論統計物理問題的了。但是很多講法還是可以不時參考。
順便說一下本人的「量子統計物理」學的是「北京大學量子統計物理編寫組」的那本,任課教師是華師大理論物理研究所的所長劉老師,雖然考了班裡前三名但是覺得考完試以後腦袋裡沒剩下啥,還是後來做路徑積分後自學的費曼的兩本書和Kleinert的大厚本理解的比較紮實。但是會了之後回味時,發現當年老師都講過,只是沒有記住。所以建議題主根據自己的專業找業內人士寫的書讀。
其他的作者的書可讀的有久保亮伍(關聯函數和線性響應理論的先驅)的兩卷本專著,可讀性較強。中文版比較早,沒讀過;本人因為工作需要,當年讀的第二卷英文版。
非平衡統計力學推薦Zwanzig的nonequilibrium statistical mechanics,這還有一個「廣告」
https://arxiv.org/pdf/1407.5990.pdf
其他一些說明請參考本人另一個問題的回答:
Yongle Li:能推薦統計物理專業的書籍嗎?
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以下書目是個人經歷,僅供參考。
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數學物理方法來說,本人詳細讀過兩本外國的:
拜倫富勒,Mathematics of Classical and Quantum Physics兩卷本,有中文譯本《物理學中的數學方法》,比較簡單,但是可讀性強。
S. Hassani的數學物理,比較現代,故事穿插在正文中,寫的很好。
另外由於本人工作跟量子散射有關,讀了一部分Reed Simon的《現代數學物理方法》覺得很有幫助。特別是讀了第一卷無界運算元的講解之後,就不會對位移算符、自由粒子波函數有什麼疑問了。個人感覺一本書就給出了幾個物理讀者感興趣的問題,比數學系的書更快進入主題是亮點。
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力學難道不應該讀Landau的小薄本么?再加上Arnold的《經典力學中的數學方法》個人覺得就夠了。最近讀了一本Percival Richards的Introduction to dynamics,書里例子較多,推薦。
最近發現一本寫的十分精彩的書趙亞溥的《近代連續介質力學》在此也推薦一下。
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量子力學強烈推薦J. J. Sakurai的現代量子力學,但是只限前三章。後邊的沒見過誰寫的好,本人詳細讀過的是業內大牛G. C. Schatz和Mark Ratner合著的Introduction to Quantum Mechanics in Chemistry,還跟作者之一的Mark Ratner聊過這本書。此書最後一章可讀性較差(但是內容還是很有用的,這部分可讀性好的有別的幾本書),因為那一章本來沒在計劃內,是為了多掙點錢增補的。還有一本很多人忽視的極好的教材:
R. Shankar的Principles of Quantum Mechanics
凝聚態理論的話推薦G. D. Mahan的多體物理第三版。還有本有趣的:
《Quantum Field Theory in Condensed Matter Physics》 Alexei M. Tsvelik【摘要 書評 試讀】圖書
書里大量漫畫,讀來較輕鬆。
如果做計算,強烈推薦Richard Martin的兩本書
Electronic Structure
Interacting Electrons: Theory and Computational Approaches
教材實際上不分中文、英文(德文、法文、俄文……);而是你能看懂和你不能看懂的。
掌握英文閱讀,你會打開世界的大門,從井底跳出來。
當然你也可以等待別人翻譯給你看,相當與架個梯子,在牆頭看世界。
我覺得在物理的學習中,某一本教材只是大綱,真正的學習需要為這個大綱補充很多東西。需要強調的一點,中國的物理學教材也有很多好書,只是非常小眾罷了。
以我本人學習電動力學為例,電動力學我是由北大的丁浩剛教授教的,欽定教材郭碩鴻《電動力學》首先,我把電動力學課程分為了兩個主體,即本門課程中的數學和物理。對於數學部分,選用吳崇試教授《數學物理方法》(他本人也是我的數學物理方法老師)作為主體選用清華的《張量分析》作為主體選用顧樵《數學物理方法》作為補充選用王竹溪 郭敦仁《特殊函數概論》作為補充對於物理部分
選用Griffiths電動力學、劉川電動力學作為主體選用Jackson電動力學作為補充選用蔡聖善電動力學作為補充(此書邪書,無所不包)選用Swchinger作為補充(主要為了強調數學性)選用Landau《場論》、《連續介質電動力學》作為補充選取劉遼《狹義相對論》作為補充選取張啟仁《經典場論》作為補充(此書邪書,妖魔鬼怪的問題都能找到)最終教授認為我已經相當熟悉和掌握電動力學的內容了。不得不說,劉川的講義是最符合教材作為大綱的需求的,清楚明了,可補充性強,又有深度。再次強調,國內的著作不乏好書,只是過於小眾。
譬如熱統的沈惠川之類的。還有啥不會的,善於用wiki、google、arXiv做好整理你就會對這門課有更深的認識。物理的:電動力學,俞允強的簡明教程是最基本的,蔡聖善的電動力學我覺得不錯,非常非常全面的一本書。量子力學,川大鄒鵬程那本可以。劉連壽的那本《理論物理基礎》,我覺得不錯,一本800多頁的書,涵蓋了整個四大力學的內容,因為你是材料的,所以可以找一本這樣的全面介紹四大力學的書。
我這兒還有一本基泰爾的《固體物理基礎》,非常厚的一本中譯本,你要的話放地址我給你寄過去→_→。反正這書我留著也沒用,對學材料的應該有點用。數學的,李政道的《物理學中的數學方法》,拜倫和福樂的《物理學的數學方法》上下(這個比較難),彭桓武的《數理物理基礎》,內容非常豐富,我有但是沒看過。還有北大劉川的一系列理論物理教材,包括《理論力學》、《統計力學》、《電動力學》。以後中文的教材質量未必比現在高。因為我們的高水平科研預備軍,一方面吐槽中文書、論文水平低。另一方面,到處中英夾雜,恐怕自己寫一篇中文論文都不一定語句通順(其中可能還有英文用久了就排斥中文的)。第三方面,很多預備軍們甚至覺得經典英文教材翻成中文都沒必要,所謂「連英文都學不好,你還學什麼物理」。長此下去,連本母語寫的教材都找不好,豈不是尷尬?我認為對中文抱著這種態度的他們,以後能寫出好的中文書那就見鬼了。當然,他們可能會寫出比較好的英文書。最近逛了一些知乎問題,我就是看不慣那種吐槽中文書和論文水平低,但自己又連通順的中文書都寫不了的人。按理說,他們水平高,有責任用母語來傳遞那些知識,不過很多人對母語卻是那個態度(有些極端的甚至認為中文日薄西山),所以我不認為以後那些人能寫出什麼好的中文書來。如果我有那權利,我一定組織一個優秀外文學術著作和教材的翻譯計劃,組織能力強的人來翻譯,並且組織一些能力強的國內學者寫一批中文著作,可以讓學生們不用在外語熟練之前早早的能看到這些書,讓這些書對於外語不太好的學生來說不是那麼「高高在上」,同時也增加他們對中文的重視,改善中文的學術口碑(哪怕是在華人圈提升中文學術地位,也是好的)。我沒這權利,所以都是白說。(&>﹏&<)英文的教材越看越懂,中文的教材總感覺是倒著講的。
國內教材給人的感覺是配合上課的工具書,公式重點明晰,但是要有一點基礎才能熟練運用,外國教材適合自學,前因後果補充的知識非常多,而且相對來說廢話真TM多,篇幅大,書本厚,書本厚也就算了,有公式的地方關鍵步驟也不給出來,留給讀者作exercise!
低年級沒必要啃外國教材,普通物理四大力學之類的,國內教材很多,言簡意賅,你也有些基礎,再學一遍豈不是浪費時間。高年級書比如固體物理,凝聚態場論之類的(別的專業的我也不知道了),還是看外國書吧,有中文版盡量看中文版,閱讀速度快一些。教材這個東西沒必要糾結太多,不同的教材只是覆蓋範圍不同,講述方法不同,再不一樣,一個方程還能給出兩種解?
外國教材巨厚,覆蓋面也廣,沒必要完全看完,有的章節之間都沒有什麼關聯,太專業的書當作工具書用吧。做材料的,分析力學沒必要仔細學,看看朗道的力學就行了,知道啥叫哈密頓量 啥叫作用量 啥叫拉格朗日量 啥叫歐拉-拉格朗日方程,知道變分法就行了。把精力集中在高等量子力學和凝聚態物理/固體物理吧,Sakurai 的現代量子力學,可以好好看看,二次量子化,路徑積分,這些好好看看,推薦一本Condensed matter field theory, Altland/Simons, 還有一些別的書需要的時候再去找吧。你要是做材料也許都用不到什麼知識,做實驗需要的理論知識非常有限,畢竟只是搬磚工……
顧樵那本我很喜歡 把很多東西多來龍去脈解釋的很清楚 但就是沒有復變函數 你還要找別的書補充
關鍵在你自己吧,你明白啥叫物理了,教科書就是參考答案。你不明白,那有可能是標準答案。問題是,你的問題是啥,你清楚嗎?
英文居多,篩選的條件就是越是難越是要選英文的,笑而不語。。。
題主說自己是材料科學的,偏應用的,那麼一些理論家寫得太深的東西可以不看。下面是個人的一點推薦:
數學物理方法:這個如果不是做理論的話事實上可能更多是作為工具。題主選的那些差不多就夠了。
分析力學:Landau那本實在是分析力學不容置疑的經典了,理論家應該都會讀一遍的。我覺得物理科研人員其實都可以讀一遍的。國內教材的話,中科大的那本經典力學算是廣度和深度都挺好的,不過我只讀了一點就讀不下去了。
電動力學:Griffiths那本經典是經典,但是個人覺得對於學過大學物理和郭碩鴻的來說未免顯得有點太過基礎性了。Jackson有本大部頭Classical Electrodynamics倒是研究生挺重要一本類似於工具書的教材了。再深入可以考慮Landau的場論前十章。不過Landau畢竟是理論家,寫的東西更理論一點。
量子力學:Griffiths那本又是經典,不過學過一遍量子力學的話似乎也沒太必要再看。可以考慮Sakurai的Modern Quantum Mechanics。Dirac有一本Principle of Quantum Mechanics也算是QM的名著了。
統計力學:國內的有一本林宗涵的《熱力學與統計物理》算是一本比較經典的了。國外的話,Landau的《統計物理學I》也是一本經典。畢竟Landau本人是凝聚態的大師。
說實話Landau的1.2.3.5,力學,經典場論,非相對論量子力學,統計物理學I都是比較經典的,正好也算對應四大力學,都可以讀一讀的。
最後回答題主問的中外教材比較。題主是碩士,那麼看文獻必然是日常生活,因此個人覺得對於英文教材還是啃原著比較好,總歸是要用英文來搞學術的。至於教材選擇,個人感覺國外教材的經典比國內教材的經典確實要多太多了。題主是非物理的,那我就默認本科沒有完整學過四大力學,只學了郭碩鴻和量子力學,因此題主可能會考慮到補一下本科的四大力學。因為課程體系的不同,導致教材的編寫上會出現重點不同。比如國外的電動力學是兩個學期的課程,因此Introduction的編寫幾乎是從電磁學開始重新講解。同時國外大學老師講課不一定會只用一本教材,而是多本參考書同時使用,因此每本書只有一部分進入課程體系;而中國基本上是一門課一本主要教材從頭上到尾,這也給了題主國外教材廣度不夠的印象。實際上,無論是廣度和深度,國外教材都有做得很漂亮的。如果想既有廣度又有深度,那麼就會出現Jackson那樣的大部頭,而Jackson還被吐槽太數學了。
PS:本人興趣是理論物理,希望對題主有所幫助。我是隔壁數學系的,本科基本用的都是國外教材,你要說寫得好肯定還是外國頂尖教材好,但你這比較的都是中低年級的教材,那些幾百年前的東西你要說深度能深到哪裡去?你只要看的是國內頂尖教材不見得差多少。
大部分國內教材一般深度和廣度都不如國外的 顧樵那本書其實屬於中西結合,他本人在德國到了很多年.... 瀉藥
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